矿山岩体力学复习资料

1、一 名词解释1.矿山压力 : 由于矿山开采活动的影响,在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷洞支护物上的力定义为矿山压力.2.支承力与直接顶 :1) 支承力:在岩体内开掘巷道后,巷道围岩必然出现应力重新分布,一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力.2) 直接顶:一般把直接位于煤层上方的一层或基层性质相近的岩层陈伟直接顶.3.流变：与实践因素有关的应力应变现象同城为流变。蠕变：应力不变条件下，应变随实践延长而增加的现象。5.初次来压：工作面支架呈现受力普遍加大现象。周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。6.砌体梁：破断的眼快由于相互挤压形成水平力，从而在岩块间产生摩擦力，

2、工作面的上。下俩去是圆弧形破坏，岩块见的咬合是一个立体咬合关系，而对于工作面中部，则可能形成外表似梁，实质是拱的裂隙体梁的平衡关系，这种结构称之为“砌体梁”。7. 载荷集度：在回踩工作面顶板悬顶距范围内，单位面积顶板对支架的载荷称为顶板的载荷集度。8.回采工作面：在煤层或矿床的开采过程中，一般把直接进行采煤或采有用矿物的工作空间9.老顶初次来压10.采场周期来压：老顶岩层的周期性破断而引起“砌体梁”结构的周期性失稳而引起的顶板来压现象11.载荷集度：在回采工作面的顶板悬顶距的范围内，单位面积顶板对支架的载荷二填空题1.矿压显现有哪些现象：顶板下沉，顶板下沉速度，支柱变形与折损，顶板破碎情况，局

3、部冒顶，工作面顶板沿煤壁切落（大面积铆钉）。2.覆岩移动破坏的三个带：跨落带，裂缝带，弯曲带。3.矿山充填分为：水里充填，干事充填，交接充填。4.采空区的处理方法：全部垮落法，矸石充填，注水，泥沙填充，刀柱，顶板缓慢下沉法，煤柱支撑法，采空区填充法。5.回采工作面常有一系列矿山压力出现如：顶板下沉，顶板下沉速度，支柱变形与折损，顶板破碎情况，局部冒顶和大面积冒顶。根据回采工作面前后的应力分布情况，可将工作面前后划分为：减压区，增压区，稳压区。6.矿山填充分为：水力填充，干式填充，胶结填充。7.岩石的破坏机理分为：拉坏，剪坏。6.节理裂隙分为：原生裂隙，构造裂隙，压裂裂隙。7.采区巷道支护分为：

4、巷道内支护，巷道旁支护。（采区巷道的主要支护形式有：基本支护，加强支护，巷旁支护，巷道围岩加固）8.无煤柱护巷的基本方式：完全沿空掘巷，留小煤墙沿空掘巷，保留部分老巷断面沿空掘巷。（无煤柱护巷的基本方式：沿空掘巷，沿空留巷）9.动压现象的一般成因和机理，可归纳为3种方式：冲击矿压，顶板大面积来压，煤与瓦斯突出。10顶板下沉量是指：活柱下缩量，顶梁的压缩量及支柱插入顶.低板量的总和。11.减轻采区巷道受压的重要措施包括：使巷道处于低压区，将巷道布置在性质良好的岩层中，对巷道进行卸压。12.直接顶得完整程度取决于：岩层本身的力学性质，直接顶岩层内由各种原因造成的层理合裂隙的发育程度。13.根据破断

5、的程度，回采工作面上覆岩层可分为：冒落带和裂隙带。三简答题1.影响回采工作面矿山压力显现的主要因素有哪些？答：采高与控顶距.工作面推进速度的影响.开采深度的影响.煤层倾角的影响。分层开采时的矿山压力显现。2.什么叫煤矿动压现象？煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大龄弹性能地煤或岩体，在一定的条件下太突然发生破坏，冒落或抛出，使能量释放，呈现声响，震动以及气浪等明显的动压现象。3.采区平道矿压显现沿走向要经历哪几个阶段？1）巷道掘进影响阶段；2）掘进影响稳定阶段；3）采动影响阶段；4）二次采动影响阶段。4.对原岩应力有哪几种假设？1）弹性假说，认为岩体处于弹性状态，其受力与变形的关系符合胡克定

6、律，在垂直应力的作用下将在岩体中引起水平应力的作用。2）静水应力状态假说。认为在底下深处的岩体由于长期的地质作用和岩石蠕变作用而使岩体中的侧向应力和垂直应力趋于相等。5影响岩石强度的因素有哪些？1） 岩石的性质；2） 岩石的生成条件；3） 岩石的构造特征；4） 风化、水和温度的作用；5） 岩石试件的形状和尺寸；6） 加载速度及次数；7） 岩石的受力状态。6.衡量矿山压力显现程度的指标？1）顶板下沉；2）顶板下沉速度；3）支柱变形与折损；4）顶板破碎情况；5）局部矛盾；6）工作面顶板沿煤壁切落。7.简述回采工作面支架与围岩关系的特点？1）支架与围岩是相互作用的一对力；2）支架受力的大小及其在回采

7、工作面分布的规律与支架性能有关，还与支架和围岩支撑系统的总体特性有关。3）支架结构尺寸对顶板压力的影响和维护效果不同8.简述采区巷道支护的主要形式？答：1.基本支护，一般包括木支护和金属支护2.加强支护，主要为了抵抗采动影响所照成的矿山压力3.巷旁支护，在沿空巷道靠采空区一侧专门设置的人工建筑4.巷道围岩加固，包括锚杆加固和化学加固。9.老顶得稳定性对于工作面的支护原理有何影响？答：老顶得稳定性对直接顶得稳定性有着直接影响，而且对支架的支护强度.支架可缩量及采空区处理方法的选择都有决定性作用和影响。坚硬的老顶其周期来压步距较长，来压强度较大，要求支架具有较大的支护强度，才能保证工作面的安全。在

8、采用垮落法处理采空区的情况下，对于周期来压比较强烈的顶板，其下沉量将会增大，所以，要求支架应有较大的可缩性四论述题1.画出岩体力学的应力应变全程曲线。并简述该过程。岩体单轴受压条件下的全程应力应变曲线可划为5个阶段：1）OA段，原始空隙压密阶段，岩石应力应变曲线呈上弯曲；2）AB段，线弹性阶段，岩石应力应变曲线呈直线形，相应的B点的应力值为弹性极限；3）BC段，弹塑性过渡阶段，岩石的应力应变曲线从B点开始偏离直线，当应力达到0.6max时，岩石开始有微裂隙不断产生，岩石的体积由压缩转向膨胀；4）CD段，塑性阶段，当应力超过屈服应力后接近0.9max时，岩石破裂速度加快，岩石应力应变曲线继续向右

9、上方延伸，岩石的体积膨胀加速，变形也随应力增长而迅速增长，直到D点破坏；5）D点以后为破坏阶段，又称为破坏阶段。2.简述减压区的形成及其意义。答：1）.形成：当在岩体内开掘巷道或者回采工作面后，巷道或回采工作面周围岩体中必然要产生应力重新分布，在巷道两侧形成23倍原始应力的集中应力。在工作面前方煤壁上形成45倍以上的原始应力的集中应力，在这样大的垂直应力作用下巷道周围或工作面煤壁必然产生破坏，从而使围岩的支撑力降低，集中的支承压力就要向岩体内部转移，由于深部岩体处于三向应力状态，其强度逐渐增加，知道某一半径出岩体的强度等于或大于集中应力时为止，这样就在巷道或才唱周围的岩体中形成减压区。2）.意

10、义：由于巷道或采场周围岩体中存在减压区，使巷道或者采场内支架免受高应力的作用。因此，彩棉支撑力较小的支架就可能较好的维护这些开采空间，从而降低支架的支护费用。3.莫尔强度理论和格里菲斯强度理论提出的基本思想是什么？本质有什么区别？答：莫尔强度理论：认为材料发生破坏是由于材料的某一面上剪应力达到一定的研读，而这个剪应力与材料本身性质和正应力在破坏面上所造成的摩擦阻力有关；格里菲斯强度理论：在材料内部存在许多均匀，随机的分布窄缝形的微裂隙，在力的作用下，处于不利方位的裂隙端部就产生应力集中现象，使该处的应变达到所施加压力的几十甚至上百倍，于是裂隙就沿长度方向开始扩张，直至材料整体破坏。本质区别：在破坏机理上的认识是不同的，前者认为不论材料处于何种受力状态，本质上都是由于拉应力引起的破坏；后者则认为破坏主要是压剪破坏，即使有拉伸破坏，也是发生在有拉应力作用的情况。4.试分析采场上覆岩层所形成的裂隙体梁的失稳条件。答.采场上覆岩层重形成的结构就是上覆岩层的破断岩块间形成的“三铰拱”式平衡，外形上好像是由裂隙体岩层形成的梁。裂隙提梁的失稳就是岩块间的“三铰拱”式平衡被遭到破坏所致